Департамент агропромышленного комплекса, торговли и

Департамент агропромышленного комплекса,
торговли и продовольствия ЯНАО
ГБПОУ ЯНАО «Ямальский полярный агроэкономический
техникум»
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
методические рекомендации для выполнения практических работ
студентами СПО по специальности «Обработка водных биоресурсов»
Салехард 2014
Методические рекомендации составлены в соответствии с типовой
рабочей программой по дисциплине «Экологические основы
природопользования». Предназначены для выполнения студентами 2
курса специальности «Обработка водных биоресурсов» практических
работ по дисциплине «Экологические основы природопользования».
Методические
рекомендации
подготовила
–
Бородина
Л.В.,
преподаватель естественно-технологических дисциплин ГБПОУ ЯНАО
«Ямальский полярный агроэкономический техникум».
Содержание
Практическая работа № 1
Тема: Факторы окружающей среды и здоровье человека
3
Практическая работа № 2
Тема: Общие проблемы природопользования
5
Практическая работа № 3
Тема: Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха
отработанными газами автотранспорта на участке
магистральной улицы ( по концентрации СО)
7
Практическая работа № 4
Решение экологических задач
9
Практическая работа №1
Тема: Факторы окружающей среды и здоровье человека
I. Ваш рейтинг
Задание 1. Современная ситуация в природопользовании считается кризисной. Из предложенного перечня выберите причины ее возникновения
и экологические следствия (оценка по 3-балльной системе):
а)
рост народонаселения на планете;
б)
добыча полезных ископаемых;
в)
увеличение масштабов производства;
г)
кислотные дожди;
д)
рост городов;
е)
проблемы озонового экрана и парникового эффекта;
ж) несовершенство технологических процессов;
з)
сложившаяся структура производства;
и) процессы опустынивания;
к) господство технократического мышления.
Задание 2. Сгруппируйте понятия:
а)
включающие знания о природе и ее свойствах;
б)
отражающие воздействия человека на природу: природа,
антропогенный фактор, природные условия, окружающая природная
среда,
охрана
природы,
загрязнения.
Задание 3.
Используя рис. 1, объясните, какие
действия и почему необходимо
предпринять, чтобы изменить
данный ландшафт в направлении
рационального природопользования .
рис.1
4.
Заполните таблицу:
Этапы
Виды
воздействия
природопользования
человека на
природу
Экологические
следствия
Перечислите особенности природопользования в индустриальную эпоху .
Какие глобальные экологические проблемы связаны с изменением состояния
природных систем Земли?
Объясните, почему сегодня необходима высокая ответственность человека
по отношению к окружающей природной среде
Перечислите факторы окружающей природной среды, влияющие на здоровье
людей
II. Коммуникативный блок
1. Подготовьте реферат на одну из следующих тем: «Использование природы
первобытными охотниками и собирателями», «Влияние Великих
географических открытий на использование природных ресурсов планеты»,
«Отражение проблем природопользования в народном творчестве»,
«Глобальные экологические проблемы современности».
2. Займите позицию в споре великих ученых. Аргументируйте ее.
200 лет назад Ж. Бюффон восторженно писал: «Как отвратительна эта дикая
умирающая природа. Это я, только я один могу сделать ее приятной и живой:
осушим эти болота, оживим эти мертвые воды, сделаем из них ручьи,
каналы... Как прекрасна эта культурная природа!»
Ж. Б. Ламарк печально констатировал: «Можно, пожалуй, сказать, что
назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род,
предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».
III. Практический блок
Изучите таблицу 2. Проведите исследование в своем районе. Для этого
определите: а) какие факторы окружающей среды оказывают отрицательное
воздействие на здоровье населения в вашем районе; б) какие заболевания
могут возникнуть в результате влияния этих факторов; в) как избежать
действия данных факторов.
Таблица 2 Ориентировочный перечень факторов окружающей среды,
оказывающих влияние на распространенность некоторых классов и групп
болезней
№ Болезни
Факторы окружающей среды
п/п
1 Болезни системы 1) Суммарный индекс загрязнения атмосферного
кровообращения
воздуха химическими веществами;
(сердце, сосуды) 2)
шум;
3)
электромагнитные поля;
4)
состав питьевой воды (хлориды, нитраты,
итриты, жесткость);
5)
эндемичность территории по микроэлементам
(кальций, магний, медь и др.);
6)
загрязнение продуктов питания пестицидами;
7)
климат:
быстрота
смены
погоды,
число
дней
с
осадками,
перепады
атмосферного давления и др.
2 Болезни
органов 1) Загрязнение атмосферного воздуха
дыхания
химическими веществами и пылью, особенно
оксидами углерода и серы;
3
4
2) погодные условия:
быстрота смены погоды,
влажность, ветер;
3) социальные условия: жилище, материальный
уровень семьи;
4) загрязнение воздушной среды пестицидами
Болезни
органов 1) Загрязнение
продуктов
питания
и воды
пищеварения
ядохимикатами;
2)
эндемичность
местности
по
микроэлементам;
3)
социальные условия, материальный уровень,
жилищные условия;
4)
загрязнение
атмосферного
воздуха
химическими веществами, особенно диоксидом
серы;
5) состав питьевой воды, ее жесткость;
6) шум
Болезни
1) шум;
эндокринной
2)
загрязнение атмосферного воздуха, особенно
системы
оксидом углерода;
3)
эндемичность территории по микроэлементам,
загрязненность солями тяжелых металлов;
4)
уровень инсоляции;
5)
6)
1)
Эндемичность территории по микроэлементам,
особенно хрому, кобальту, железу;
2)
электромагнитные поля;
3)
загрязненность пищи и воды нитратами и
нитритами, пестицидами
6 Болезни
1) Суммарный индекс загрязнения атмосферного
аллергической
воздуха;
природы
2)
социальные условия: жилище;
3)
загрязнение пищи и воды пестицидами
7 Болезни кожи и 1) Уровень инсоляции;
подкожной
2)
недостаток или избыток микроэлементов во
клетчатки
внешней среде;
3)
загрязнение
атмосферного
воздуха
химическими
веществами
в
сочетании с
природными факторами (осадки, туман, давление)
8 Патология
1) Загрязнение атмосферного воздуха
беременности
химическими веществами;
и
врожденные 2)
электромагнитные поля;
аномалии
3)
загрязнение
окружающей
среды
ядохимикатами;
4)
шум;
5)
недостаток или избыток микроэлементов во
внешней среде;
6)
ионизирующая радиация
9 Психические
1) суммарный
уровень
загрязнения воздуха
расстройхимическими веществами;
ства
2)
шум;
3)
электромагнитные поля;
4)
загрязнение среды ядохимикатами
10 Болезни
1) Недостаток или избыток микроэлементов;
мочеполовых
2)
загрязнение атмосферного воздуха;
органов
3)
состав и жесткость питьевой воды
11 Злокачественные 1) Загрязнение воздуха, особенно канцерогенными
нововеществами;
образования
2)
загрязнение пищи и воды нитратами и
нитритами, пестицидами и другими канцерогенами;
3)
эндемичность местности по микроэлементам;
4)
состав и жесткость питьевой воды;
5)
ионизирующая радиация
5
Болезни крови
электромагнитные поля;
жесткость питьевой воды
Практическая работа № 3
Тема: Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными
газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации
СО)
Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей
удобно оценивать по концентрации окиси углерода, в мг/м3
Исходные данные для 1 варианта:
Магистральная улица города с многоэтажной застройкой с двух сторон,
продольный уклон 2°, скорость ветра 4 м/сек, относительная влажность
воздуха -70%, температура 20°С. Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях - 500 автомашин в час (N). Состав
автотранспорта: 10% грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью,
10% со средней грузоподъемностью, 5% с большой грузоподъемностью с
дизельными двигателями, 5% автобусов и 70% легковых автомобилей.
Исходные данные для 2 варианта:
Городская улица и дорога с односторонней застройкой, высокие насыпи,
продольный уклон 4°, скорость ветра 6 м/сек, относительная влажность
воздуха - 80%, температура 30°С. Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях - 300 автомашин в час (N). Состав
автотранспорта: 4 % грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью,5%
со средней грузоподъемностью, 1% с большой грузоподъемностью с
дизельными двигателями, 10% автобусов и 80% легковых автомобилей
Ход работы
Формула оценки концентрации окиси углерода (КСО)
КСО = (0,5 + 0,01N· КТ)· КА ·КУ· КС ·КВ ·КП,
где:
0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного
происхождения, мг/м3,
N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге,
автом./час,
КТ - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный
воздух окиси углерода,
КА - коэффициент, учитывающий аэрацию местности,
КУ - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного
воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона,
КС - коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в
зависимости от скорости ветра,
КВ - то же в зависимости от относительной влажности воздуха
КП - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью
углерода у пересечений.
Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный
для потока автомобилей по формуле:
КТ=ΣРi · КТі
где: Рi- состав автотранспорта в долях единицы, КТі - определяется по табл. 2
Таблица 2
Тип автомобиля
Легкий грузовой
Коэффициент КТ
2,3
Средний грузовой
2,9
Тяжелый грузовой (дизельный)
0,2
Автобус
3,7
Легковой
1,0
Подставив значения в формулу, согласно заданию (1 ВАРИАНТ 10%
грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, 10% со средней
грузоподъемностью, 5% с большой грузоподъемностью с дизельными
двигателями, 5% автобусов и 70% легковых автомобилей,
2 ВАРИАНТ 4 % грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью,5% со
средней грузоподъемностью, 1% с большой грузоподъемностью с
дизельными двигателями, 10% автобусов и 80% легковых автомобилей)
КТ= ΣРi · КТі
Значение коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности,
определяется по табл. 3.
Таблица 3
Тип местности по степени аэрации
Коэффициент КА
Транспортные тоннели
2,7
Транспортные галереи
1,5
Магистральные улицы и дороги с 1,0
многоэтажной застройкой с двух
сторон
Жилые
улицы
с
одноэтажной 0,6
застройкой, улицы и дороги в выемке
Городские улицы и дороги с 0,4
односторонней
застройкой,
набережные, эстакады, виадуки,
высокие насыпи
Пешеходные тоннели
0,3
Значение коэффициента КУ, учитывающего изменение загрязнения воздуха
окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона,
определяем по табл. 4.
Таблица 4
Продольный уклон, º
Коэффициент КУ
0
2
4
6
8
1,00
1,06
1,07
1,18
1,55
Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от
скорости ветра Кс определяется по табл. 5.
Таблица 5.
Скорость ветра, м/с
Коэффициент Кс
1
2,70
2
2,00
3
1,50
4
1,20
5
1,05
6
1,00
Значение коэффициента КВ определяющего изменение концентрации окиси
углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в
табл. 6.
Таблица 6
Относительная влажность
Коэффициент КВ
100
90
80
70
60
50
1,45
1,30
1,15
1,00
0,85
0,75
Коэффициент увеличения загрязнения
пересечений КП приведен в табл. 7.
Таблица 7
Тип пересечения
Регулируемое пересечение:
со светофорами обычное
со светофорами управляемое
саморегулируемое
Нерегулируемое:
со снижением скорости
кольцевое
воздуха
окисью
Коэффициент КП
1,8
2,1
2,0
1,9
2,2
углерода
у
с обязательной остановкой
3,0
Подставим значения коэффициентов, оценим уровень загрязнения
атмосферного воздуха окисью углерода;
Ксо = (0,5 + 0.01N· КТ)· КА ·КУ· КС ·КВ ·КП,
ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м3. Снижение
уровня выбросов возможно следующими мероприятиями:
запрещение движения автомобилей;
ограничение интенсивности движения до 300 авт/час;
замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;
установка фильтров.
Практическая работа № 4
Тема: Решение экологических задач
В результате выброса пыли из заводской трубы образовалось аэрозольное
облако, которое через 8 суток с дождями попало на землю. Какой путь
проделало облако, если ветер дул со скоростью 2, 5, 10, 15 м/сек.
Оцените экономические последствия от разлива нефти в результате аварии
танкера, если из пробоины вытекло 10,20, 30 и 40 тыс. тонн нефти:
а) рассчитайте площадь морской поверхности, покрытой нефтью;
б) определите количество морской воды, лишенной кислорода Примечание: 1
тыс. т нефти покрывает площадь в 20 км2; если 1 кг нефти закрывает доступ
кислорода в 40 м3 морской воды.
Определите, во сколько раз меньше червей живет на 5 сотках на глинистых и
кислых почвах по сравнению с супесчаными и суглинистыми почвами
Примечание: в суглинистых и супесчаных почвах численность червей
обычно составляет 450 особей на 1 м2, в глинистых почвах - 225 особей, а в
кислых почвах - 25 особей на 1 м2.
Ученые полагают, что если не предпринять срочных мер по нормализации
экологической обстановки, то на Земле в результате деятельности человека к
2030 году исчезнет 20000 видов особей в год.
Сколько видов будет исчезать каждый час?
5.
Рассчитайте необходимое количество навозно-лигнинового компоста
для снижения радиоактивности растений, исходя из нормы внесения
компоста под пропашные культуры 70 т/га.
Расчеты выполните для 3, 7, 15 соток.
Рассчитайте время (t), которое требуется для снятия слоя плодородной почвы
(V) и перемещения ее в отвал при вскрытии месторождения железной руды.
Площадь карьера (S) - 1000 м2. Толщина слоя плодородной почвы (h) - 20см.
Почва вывозится самосвалом с объемом кузова (V) - 8 м3. На 1 рейс (t1)
самосвал тратит: 15 мин, 30 мин, 1 час.
Какое минимальное количество деревьев необходимо посадить, чтобы
обезвредить промышленные выбросы углекислого газа в атмосферу? За 1
сутки выбрасывается 3, 12, 24, 48 тонн ядовитой окиси углерода (угарного
газа)
Примечание: 1 дерево перерабатывает за 1 сутки 2,5 кг ядовитой окиси
углерода.
8.
Ртутный термометр разбился, и его бросили в пруд. В нем содержится
примерно 20г ртути. В воде растворилось 5% ртути в виде образовавшихся
солей. Найдите концентрацию ртути (К), если размеры пруда (длина, ширина
и глубина): 20x20x1м, и 30x5x1,5м.
Сравните полученную концентрацию ртути с ПДК.
Примечание: К = m/V, П=К/ПДК, ПДК ртути = 0,01г/м3, где:
m - масса растворившейся ртути;
V
- объем пруда;
К - концентрация ртути;
П - превышение концентрации ртути;
ПДК - предельно допустимая концентрация.
9.
В городе проживают 100, 150, 300, 500 тыс. человек. Какую площадь
должны иметь леса вокруг этого города, чтобы их хватило для обеспечения
населения кислородом и для поглощения, выделяемого при дыхании
углекислого газа?
Примечание:
а)
в солнечный день 1 га леса поглощает 240 кг углекислого газа и
выделяет 200 кг кислорода;
б)
в сутки 1 человек при обычных условиях поглощает в среднем 600 г
кислорода и выделяет 750 г углекислого газа.
10. Водитель в гараже с закрытыми воротами решил проверить работу
двигателя. Через сколько времени после включения двигателя концентрация
угарного газа в гараже станет равной ПДК? Через сколько времени
концентрация станет 210 мг/м3. Размеры гаража 3x5x2м, 3x6x3м.
Примечание: t =m/Qco , m = К • V ,где:
t - время;
m - масса угарного газа в гараже;
Qco - скорость заполнения гаража угарным газом (30 г мин);
К-ПДК (3 мг/м3);
V
- объём гаража.